Question

【題目】1 L某待測液中除含有0.2mol L的Na+外，還可能含有下列離子中的一種或多種：

陽離子	K+、NH4+、Fe3+、Ba2+
陰離子	Cl-、Br-、CO32-、HCO3-、SO32-、SO42-

現進行如下實驗操作（每次實驗所加試劑均過量）：

已知：無色氣體D為單一氣體。 請回答下列問題：

（1）氣體B為_________(填化學式），白色沉淀E為________________（填化學式）。

（2）待測液中肯定存在的陰離子有______________________。

（3）寫出生成白色沉淀B的離子方程式：_________________________________。

（4）判斷原溶液中K+是否存在，若存在，其物質的量濃度的最小值為多少；若不存在，請說明理由：_________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 NH3 CaCO3 HCO3-、SO42-、CO32- HCO3- +Ba2++OH-==BaCO3↓+H2O 存在，其最小物質的量濃度為0.1 molL-1

【解析】待測液和氯化鋇溶液反應得到沉淀A，則溶液中可能含有CO32-、SO32-、SO42-，向沉淀中加入稀硝酸生成氣體，且有部分沉淀不溶解，則溶液中存在CO32-，可能存在SO32-、SO42-中的兩種或一種，根據離子共存知，溶液中不存在Ba2+；濾液A中有Ba2+，加入過量的NaOH溶液得到氣體B、白色沉淀B，則溶液中一定含有NH4+、HCO3-，一定不存在Fe3+，氣體B為NH3，白色沉淀B為BaCO3，濾液B中通入氯氣，得淺黃綠色溶液，溶液中一定沒有Br-，濾液B中加入硝酸銀、硝酸溶液得到白色沉淀C，C為AgCl，說明濾液B中含有Cl-，由于加入氯化鋇溶液，不能確定原溶液中是否含有Cl-；

（1）由上述分析可知，氣體B為氨氣，無色氣體D是單一氣體，則D為CO2，E為CaCO3；（2）由上述分析可知，待測液中肯定存在的陰離子有HCO3-、SO42-、CO32-。（3）生成白色沉淀碳酸鋇是由HCO3-、Ba2+、OH-反應生成，反應離子方程式為：HCO3- +Ba2++OH-＝BaCO3↓+H2O；（4）碳酸鋇的物質的量=19.7g÷197g/mol=0.1mol，則n（HCO3-）=0.1mol，故c（HCO3-）=0.1mol÷1L=0.1mol/L，碳酸鈣的物質的量=10g÷100g/mol=0.1mol，則n（CO32-）=0.1mol，故c（CO32-）=0.1mol÷1L=0.1mol/L，硫酸鋇的物質的量=11.65g÷233g/mol=0.05mol，則n（SO42-）=0.05mol，故c（SO42-）=0.05mol÷1L=0.05mol/L，n（NH4+）=n（NH3）=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol，則c（NH4+）=0.1mol/L，溶液中c（Na+）=0.2mol/L，單位體積為正電荷=1×0.1mol/L+1×0.2mol/L=0.3mol/L，單位體積內負電荷=1×0.1mol/L+2×0.1mol/L+2×0.05mol/L=0.4mol/L，則單位體積為正電荷＜單位體積內負電荷，故一定含有K+，當溶液中沒有Cl-，K+離子濃度最小，根據電荷守恒可知，c（K+）最小濃度=0.4mol/L-0.3mol/L=0.1mol/L。